新一代層疊封裝(pop)的發(fā)展趨勢(完整版)
【正文】 圖 4. 基板和塑封厚度超薄化的發(fā)展趨勢因應上述趨勢，POP在封裝技術和材料使用上也出現(xiàn)新的發(fā)展。間距的縮小使得上下層互連的焊錫高度產(chǎn)生問題。（2） 對封裝的電性能要求進一步提高，倒裝芯片技術（flip chip）應用普及，已代替了傳統(tǒng)的焊線（wire bond）技術。當封裝變薄后，鋼性顯著降低，更容易變形，使得翹曲顯著加大。事實證明，PoP為系統(tǒng)集成提供了低成本的解決方案。 翹曲。其對封裝的挑戰(zhàn)，除電性能的提高外，還強調(diào)了小型化和薄型化。層疊封裝(PoP)新的趨勢，包括芯片尺寸增大，倒裝技術應用，超薄化，等，進一步增加了控制封裝翹曲的難度。 熱膨脹系數(shù)1 簡介當今半導體集成電路（IC）的新增長點，已從傳統(tǒng)的機算機及通訊產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向便攜式移動設備如智能手機，平板電腦及新一代可穿戴設備。為了進一步利用PoP技術的優(yōu)勢，系統(tǒng)公司可以同芯片供應商與封裝公司合作，對PoP底層或上層元件進一步集成，以滿足其產(chǎn)品需要。圖 2. 翹曲產(chǎn)生的原理圖 3. 翹曲導致封裝焊接失敗過大的翹曲會使得PoP封裝在表面焊接（SMT）組裝過程中，底層封裝與母板之間，或者底層和上層封裝之間的焊錫球無法連接，出現(xiàn)開路，見圖3。更先進的則采用銅柱技術（Copper Pillar），以進一步縮小焊點間距。傳統(tǒng)PoP采用焊錫球作為上下層的互連，依靠焊錫球在回流液態(tài)下自身的表面張力形成焊球高度。許多新的POP技術的開發(fā)及新材料的應用也是針對降低封裝翹曲。其次，上下層封裝互連的焊錫球因為有塑封的支撐和間隔可以使用更細的互連間距。這些新材料的研發(fā)極大地幫助改善了因薄化而產(chǎn)生的翹曲問題。在材料使用上，采用了一種超低CTE的基板和一種高CTE的塑封組合。m（負值）。而當使用小芯片時，翹曲方向有可能反過來，此時上述觀點將不再成立，而必須使用高CTE的基板配低CTE的塑封組合，才能降低翹曲。這是因為4層基板含更多的金屬層和絕緣層，這些材料具有相當高的CTE，從而使得4層基板的整個基板有效CTE值要比2層基板的大，翹曲也就相應增大。m，超過客戶指標（90 181。圖12顯示了一例同一設計但來自不同供應商的基板對最后封裝翹曲的影響。m），而且翹曲隨不同的供應商，不同的生產(chǎn)流程控制而不同。m，甚至50181。需要說明的是，芯片本身的翹曲也會因不同的設計和制造過程而不同，不能一概而論?；谑占纳a(chǎn)實驗數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論：（1） 超薄化后的封裝翹曲對芯片尺寸大小相當敏感。很難再使用傳統(tǒng)的同一材料配置適用于不同產(chǎn)品設計的開發(fā)模式。當芯片厚時，由于硅晶的鋼性很高，不易變形，但當芯片很薄時，鋼性顯著降低，翹曲也隨之顯著增大。圖14顯示的是一顆厚度為50181。裸基板本身的翹曲除了會影響最后封裝的翹曲之外，還會影響封裝過程的可制造性（manufacturability）。m。第二組數(shù)據(jù)為改進版，對基板各層厚度的公差做了進一步控制，尤其是金屬層（信號層）。以此類推，采用最新出現(xiàn)的無核基板（Coreless Subs
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